城市地鐵淺埋暗挖法施工安全巡視工作要點

于少輝

0 引言

城市地鐵設計與施工的基本特點是“地質條件復雜,基礎信息匱乏,周邊環境復雜[1]”,其施工存在著很大的不確定性和高風險性。施工安全綜合評價是一個多層次、多指標、難以量化的復雜分析評價問題,所依據的主要是施工過程中的安全監測資料。施工安全監測不僅包括對固定測點一定頻次的儀器觀測,也包括對水文地質變化、工程結構安全狀態、周邊環境的定期或不定期的巡查檢查。由于地下工程項目不確定因素多、個體差異性大的特點,安全判據不易量化。參考安全巡視報告,對施工現場進行安全性評價,受到業內人士愈來愈多的重視。

1 目的及意義

安全巡視的目的就是通過對工程自身和周邊環境的安全狀況的觀察、記錄、分析,結合施工監測數據,綜合判斷工程自身和周邊環境的安全性,確保工程和周邊環境的安全。

安全巡視具有全面性、及時性和直觀性等特點,是固定測點監測所不能替代的。實踐證明,安全巡視工作的有效開展,可避免眾多施工安全問題,為消除隱患或采取補救措施提供了可靠依據,并創造了極為寶貴的時機。

2 安全巡視內容

現場安全巡視內容主要包括工程自身安全巡視和周邊環境安全巡視兩部分內容。

2.1 工程自身安全巡視

1)開挖面土層性質及穩定性評價。

掌子面地質調查:a.圍巖類型及分布特征。根據掌子面揭露地質分布,進行地質環境的工程評價,驗證勘察資料的準確性,修正勘察報告中提供的技術參數。b.掌子面土體滲漏水情況。重點關注滲漏水量、氣味、顏色、是否伴有砂土顆粒、發生位置、發展趨勢等。結合周邊環境調查,判斷滲水性質及水源,評價地下水對巖土的軟化、崩解、濕陷、潛蝕等有害作用,評價施工降水效果(如施工采取降水、排水措施時)。

掌子面坍塌:在松散地層中進行隧道施工,很難避免掌子面坍塌現象,巡視過程中要注意觀察發生坍塌的位置、坍塌體大小,預估坍塌發展趨勢。

2)超前支護。

超前支護是確?！皽\埋暗挖法”施工安全和有效控制地層變形的有效措施之一?，F場巡視過程中注意觀察超前導管的尺寸(長度、直徑)、加工(端頭、側孔)、安裝(深度、間距、步距)、注漿加固效果等。可結合隱蔽工程施工的質量管理進行巡視。

3)土方開挖。

土方開挖是“淺埋暗挖法”施工風險控制的重點。現場巡視中要重點關注以下幾個方面:

a.開挖進尺。根據地質勘察資料及設計文件,施工方案中都會對單次開挖進尺有明確的初步要求,施工過程中不宜隨意調整。開挖進尺一般不宜超過“初支施工進尺+20 cm”。b.核心土留設。松散地層中“淺埋暗挖法”施工,合理留設核心土可改善開挖面土層的受力狀態,減小開挖面的水平位移,有利于保持掌子面穩定和控制地層位移。核心土留設尺寸可參考設計文件或施工方案。c.施工臺階長度。臺階長度的設置除了滿足施工空間的條件外,對圍巖的穩定及支護結構、地層的變形都有較大影響。施工過程中要注意結合圍巖性狀、監測信息、施工技術等因素合理設置臺階長度,并在施工過程中嚴格控制。d.分部開挖各部工作面距離。分部開挖法主要適用地層較差的大斷面地下工程,包括:單側壁導坑超前臺階法、中隔墻法(CD,CRD工法)、雙側壁導坑超前臺階法等[3]。為穩定工作面、減小初期支護結構變形、控制地層變形,各部分開挖時,縱向間隔要根據具體情況保持一定距離,現場巡視應注意觀察、記錄。e.超挖和局部塌方回填。在松散地層中開挖隧道,超挖和局部塌方情況比較常見。巡視過程中注意觀察回填的密實度、回填料成分、回填時機是否符合技術要求。

4)初期支護。

a.格柵制作及安裝。格柵制作主要重點關注:焊接質量、U形筋設置、節點板設置等;格柵架設重點關注:格柵架設間距、縮腳錨桿設置、格柵拱腳懸空、節點板連接、縱向連接筋的設置、鋼筋網片的安裝、臨時支撐拆除的部位和順序等情況?，F場巡視可結合格柵施工質量檢查進行。b.噴射混凝土。噴射混凝土施工要嚴格按照設計要求和施工方案進行,現場常見的施工缺陷主要有:基面積水、漏噴、離鼓、表面離散、表面孔隙、噴混凝土流淌、回彈料堆填等問題。巡視過程中,注意觀察噴射混凝土工人的操作是否規范合理。c.初期支護結構的表觀特征。巡視過程中注意觀察:初支結構是否存在裂縫、裂縫的位置、開合度、與隧道軸線的相對關系及裂縫的發生、發展情況,初支結構的剝離、掉塊情況和初期支護結構的扭曲變形情況。d.初支結構回填注漿?；靥钭{“淺埋暗挖法”施工中處理初支結構背后空洞及土層疏松區的常規措施,利于變形的控制[2]?，F場巡視應注意觀察:回填注漿是否及時,漿液材料、注漿孔數量及布置、注漿控制壓力、注漿量等是否滿足設計文件和施工方案的要求。巡視過程中要注意多看、多問、多記錄,才能對其作出較為合理的評價。

5)復雜隧道結構的施工工序管理。

施工橫通道馬頭門破除時的加固措施、破除順序、掌子面間隔距離等;特大斷面隧道施工的分部方式、臨時支撐形式、施工順序、掌子面間隔距離等。

2.2 周邊環境安全巡視

對周邊環境的巡視要特別注意在施工前做好充分、深入的調查工作,對周邊環境的現狀做好信息的文字、影像記錄并匯總成文件存檔[4]。主要巡視內容如下:

1)建(構)筑物:建(構)筑物裂縫、剝落;地下室滲水等;

2)橋梁:墩臺或梁體開裂、剝落情況;

3)地下管線:管線沿線地面開裂、滲水及塌陷等情況;檢查井等附屬設施的開裂及積水變化情況等;

4)道路、地面:地面裂縫;地面沉陷、隆起;地面冒漿等;

5)河流、湖泊:水面漩渦、氣泡;堤坡開裂等;

6)既有軌道交通:a.道床結構開裂,道渣排列、風化、孔隙率; b.結構滲水;c.鋼軌傷損;d.軌枕開裂等。

3 工作流程

安全巡視各步驟的主要內容如下:

1)準備階段。

明確工作對象和范圍,收集國內外相關法律法規、技術標準及建設項目資料并進行現場調查。根據建設項目周邊環境、施工工藝流程或場所的特點識別和分析其潛在的危險、有害因素。根據被評價對象的特點選擇科學、合理、適用的定性、定量評價方法。

2)現場巡視及評價。

針對上述安全巡視內容,制定巡視方案,委托具有豐富施工經驗的技術人員進行巡視。采用圖表、影像、視頻等方式記錄現場情況?，F場巡視結束,應及時按照選擇的評價方法,對現場有害因素導致事故發生的可能性和嚴重程度進行定性、定量評價,確定事故可能發生的部位、頻次、嚴重程度的等級,為制定安全對策措施提供科學依據。

3)安全對策措施及建議。

根據定性、定量評價結果提出消除或減弱危險、有害因素的技術和管理措施和建議。簡要列出主要危險、有害因素評價結果,指出建設項目應重點防范的重大危險、有害因素,明確應重視的重要安全對策措施,給出建設項目從安全角度是否符合國家和地方有關法律、法規、技術標準的結論。

4 結語

1)安全巡視過程中,首先要保證巡視人員的人身安全。地下工程施工,作業空間狹小,環境復雜,巡視過程要注意防范塌落、滑跌、機械傷害等。

2)在巡視工作開展前,對周邊環境、風險工程進行詳細踏勘,并與相關產權單位溝通,確保巡視工作的順利進行,保證巡視信息的連續性。

3)確保與施工單位信息渠道暢通,掌握全線施工進度、施工計劃和施工節點等重要信息,據此編制詳盡可行的巡視實施方案。

4)“質量是安全的保證,安全是質量的延伸”。安全巡視的很多內容與施工質量管理內容一致,安全巡視中的一些工作可與施工質量檢查共同開展。但兩者側重點有所不同,安全巡視工作不可替代相關的施工質量管理工作。

[1] 王夢恕.地下工程淺埋暗挖法技術通論[M].合肥:安徽教育出版社,2004.

[2] 陳 濤,董小龍.暗挖大型換乘車站施工關鍵技術及對策[J].隧道建設,2007,27(3):71-74.

[3] 陳袁兵,周明發.監控量測在淺埋大跨雙連拱隧道中的應用[J].隧道建設,2007,27(5):67-69.

[4] 劉召偉,趙運臣.城市地下工程施工監測與信息反饋技術[M].北京:科學出版社,2006.

[5] 羅 云,樊運曉,馬曉春.風險分析與安全評價[M].北京:化學工業出版社,2004.